問題詳情:
如圖所示,拋物線y=ax2+bx﹣3與x軸交於A(﹣1,0),B(3,0)兩點,與y軸交於點C.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖所示,直線BC下方的拋物線上有一點P,過點p作PE⊥BC於點E,作PF平行於x軸交直線BC於點F,求△PEF周長的最大值;
(3)已知點M是拋物線的頂點,點N是y軸上一點,點Q是座標平面內一點,若點P是拋物線上一點,且位於拋物線的對稱軸右側,是否存在以P、M、N、Q為頂點且以PM為邊的正方形?若存在,直接寫出點P的橫座標;若不存在,説明理由.
【回答】
(1)解:把A(﹣1,0),B(3,0)兩點座標代入拋物線y=ax2+bx﹣3, 得到 , 解得 , ∴拋物線的解析式為y=x2﹣2x﹣3. (2)解:如圖1中,連接PB、PC.設P(m,m2﹣2m﹣3), ∵B(3,0),C(0,﹣3), ∴OB=OC, ∴∠OBC=45°, ∵PF∥OB, ∴∠PFE=∠OBC=45°, ∵PE⊥BC, ∴∠PEF=90°, ∴△PEF是等腰直角三角形, ∴PE最大時,△PEF的面積中點,此時△PBC的面積最大, 則有S△PBC=S△POB+S△POC﹣S△BOC= •3•(﹣m2+2m+3)+ •3•m﹣ =﹣ (m﹣ )2+ , ∴m= 時,△PBC的面積最大,此時△PEF的面積也最大, 此時P( ,﹣ ), ∵直線BC的解析式為y=x﹣3, ∴F(﹣ ,﹣ ), ∴PF= , ∵△PEF是等腰直角三角形, ∴EF=EP= , ∴C△PEF最大值= + . (3)解:①如圖2中, 當N與C重合時,點N關於對稱軸的對稱點P,此時思想MNQP是正方形,易知P(2,﹣3).點P橫座標為2, ②如圖3中,當四邊形PMQN是正方形時,作PF⊥y軸於N,ME∥x軸,PE∥y軸. 易知△PFN≌△PEM, ∴PF=PE,設P(m,m2﹣2m﹣3), ∵M(1,﹣4), ∴m=m2﹣2m﹣3﹣(﹣4), ∴m= 或 (捨棄), ∴P點橫座標為 所以滿足條件的點P的橫座標為2或 . 【考點】二次函數的最值,待定係數法求二次函數解析式,等腰三角形的判定與*質,正方形的判定與*質,軸對稱的*質 【解析】分析:(1)把A,B兩點座標代入拋物線,即可求出此函數解析式。 (2)由B(3,0),C(0,﹣3)兩點座標,可得出△OBC是等腰直角三角形,根據已知PE⊥BC,PF∥x軸,可*得△PEF是等腰直角三角形,則PE最大時,△PEF的面積中點,此時△PBC的面積最大,求出S△PBC與m的函數關係式,求出其頂點座標,即可得到△PBC的面積最大時m的值,再求出直線BC的解析式,即可求得點F的座標,求出PF、EF、EP的長,即可△PEF周長的最大值。 (3)①當N與C重合時,點N關於對稱軸的對稱點P,此時思想MNQP是正方形,易知P點座標;②當四邊形PMQN是正方形時,作PF⊥y軸於N,ME∥x軸,PE∥y軸.易知△PFN≌△PEM,得到F=PE,建立方程,求解即可得到滿足條件的點P的橫座標。
知識點:二次函數與一元二次方程
題型:綜合題